橋接模式 | Bridge Pattern

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• 定義

將抽象部分與實現部分分離，使它們都可以獨立的變化。

橋接模式（Bridge Pattern）是用合成關係代替繼承關係，進而降低抽象和實作的合度。

註：若對合成聚合原則不熟，可以點擊合成/聚合複用原則（Composite/Aggregate Reuse Principle）研究。

在現實生活中，有些類別是具有兩個維度或多個維度的變化。如不同顏色的包包。顏色跟包包就是兩個維度。

而剛剛提到合成代替繼承關係，舉一個買包包的例子。女朋友想要買LV包包，LV包包的款式又那麼多（若有人不知道，這邊貼心的給個連結ＸＤ），如果使用繼承的方式，包包種類有背包和皮包；包包的顏色有白色及黑色。我們用簡單的結構圖來看看繼承會長什麼樣子：

可以發現，一種顏色的一種包，就需要建立一個類別。類別間的耦合性相當的高，不管是要維護或是修改都非常的不容易。

• Bridge Pattern 成員

Abstraction就好比包包，他裡面定義了一些方法提供RefinedAbstraction去實作，且藉由合成的方式將Implementor引入。而RefinedAbstraction就是背包或是錢包類別。Implementor則是顏色，由ConcreteImplementor實作提供真正的顏色，再經由Abstraction去呼叫使用。

我們把剛剛LV的例子帶入UML內，就會變成下圖：

Bridge Pattern 實作

剛剛看完Bridge Pattern的定義及介紹，相信都有了一些理解。現在我們把剛剛的範例寫成程式碼看看會長什麼樣子。

首先先建立Implementor並定義好其中的方法，待會讓ConcreteImplementor實作。

interface Color {
    String getColor();
}

ConcreteImplementor實作Implementor內的方法。

class White implements Color {
    public String getColor() {
        return "White";
    }
}
class Black implements Color {
    public String getColor() {
        return "Black";
    }
}

建立Abstraction類別，並將Color合成進來。

abstract class Bag {
    protected Color color;
    public void setColor(Color color) {
        this.color=color;
    }   
    public abstract String getName();
}

RefinedAbstraction繼承Abstraction，並實作其中的getName。

class Backpack extends Bag{
    public String getName() {
        return color.getColor()+"Backpack";
    }   
}

class Wallet extends Bag {
    public String getName() {
        return color.getColor()+"Wallet";
    }   
}

最後只需要把對應的物件建立組裝即可，不需要建立不同顏色的同種商品。

public class LVBag {
    public static void main(String args[]) {
        Color white = new White();
        
        Bag backpack = new Backpack();
        backpack.setColor(white);
        backpack.getName();
        
        Bag wallet = new Wallet();
        wallet.setColor(white);
        wallet.getName();
    }
}

output

White Backpack
White Wallet

藉由套用Bridge Pattern，我們解決了繼承需要產生大量類別的問題，也提升了程式整體的彈性。未來若包包種類擴充，或是顏色種類增加，只需要建立新的種類即可，不需要去影響到其他的類別。

• 小結

Bridge Pattern的目標

將抽象部分與實現部分分離，使它們都可以獨立的變化。即用合成關係代替繼承關係。

Bridge Pattern的成員

Abstraction：抽象類別，定義抽象的接口，該接口包含實現具體行爲、具體特徵的Implementor接口。
RefinedAbstraction：繼承並實作Abstraction內的方法，透過合成關係呼叫Implementor內的方法。
Implementor：抽象介面，定義具體行爲、具體特徵的應用接口。
ConcreteImplementor：實作Implementor並給出接口。

Bridge Pattern的優缺點

優點
1. 抽象和實現的分離，提高了比繼承更好的解決方案；
2. 優秀的擴充套件能力，在兩個變化維度中任意擴充套件一個維度，都不需要修改原有系統；
3. 實現細節對客戶透明，可以對使用者隱藏實現細節。
缺點
增加系統的理解與設計難度，由於合成關聯關係建立在抽象層，要求開發者針對抽象進行設計與程式設計。

• 範例程式碼

範例：使用Bridge Pattern

• References

• 桥接模式（Bridge模式）详解
• 重走Java設計模式——橋接模式（Bridge Pattern）
• 橋接模式

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